2. Головні види гірських порід .Особливості будови кам’яних матеріалів
Головні породоутворювальні мінерали вивержених порід.
Кварц SiO2 — кристалічна форма діоксиду кремнію (кремнезему) — є одним з найпоширеніших мінералів земної кори. Міцний, твердий і стійкий мінерал: міцність на стиск — до 2000 МПа, твердість 7, добре чинить опір стиранню та хімічним впливам (при звичайній температурі взаємодіє лише з плавиковою кислотою), густина 2,65 г/см3. Кварц буває безбарвним, білим, а також сірим, димчастим, рожевим тощо, залежно від домішок.
Польові шпати — алюмосилікати калію, натрію, кальцію або їхні суміші. Це найпоширеніші мінерали, що становлять до 60 % земної кори.
Істинна густина польових шпатів становить 2,55...2,70 г/см3 твердість—6, міцність на стиск 120...170 МПа, температура плавлення 1170...1550 °С. Колір білий, сірий, жовтий, від рожевого до темно-червоного. Стійкість значно нижча, ніж у кварца. Так, під дією води та діоксйду вуглецю відбувається реакція вивітрювання, польові шпати руйнуються з утворенням водних алюмосилікатів (глинястих мінералів):
К2О • АІ2О2 • 6SiO2 + nH2O +CO2= АІ2О3 • 6SiO2 • 2H2O + 4 SiO2 • (n – 2) H2O +K2CO3
ортоклаз каолініт водний кремнезем поташ
Слюди — водяні алюмосилікати, різноманітні за складом. Характерна особливість їх — легка розщеплюваність на тонкі та пружні пластинки. Твердість 2...3.
Мусковіт — калієва слюда, безбарвна, стійка, тугоплавка, густина становить 2,7...3,0 г/см3. Біотит — магнезіально-залізиста слюда, колір чорний. Вивітрюється легше, ніж мусковіт. Густина 2,8... 3,2 г/см3. Вермикуліт —також магнезіально-залізиста слюда, колір бронзово-жовтий. При прожарюванні втрачає воду, лусочки розщеплюються й збільшуються в об'ємі до 25 разів.
Темнозабарвлені мінерали — складні залізисто-магнезіальні силікати. Мають темний колір, велику густину—3,0... 3,6 г/см3, твердість 5,5...7,5, високу міцність і значну ударну в'язкість. Це авгіти (глиноземисті піроксени), рогова обманка (група амфіболів), олівін (перидот).
Головні породоутворювальні мінерали осадових порід.
Кварц та інші види кремнезему. Крім кристалічного кремнезему — кварцу — до складу осадових порід часто входить аморфний кремнезем, хімічна формула якого може бути такою самою, к і кварцу — SiO2 або SiO2 • nH2O.
Аморфний кремнезем відрізняється від кварцу великою хімічною активністю. Так, він вступає у взаємодію з вапном за наявністю води навіть при нормальній температурі. Істинна густина 2,6 г/см3; твердість 6. Халцедон шаруватої структури називається агатом. Кремінь — халцедон, забруднений домішками глини тощо.
Глинясті мінерали АІ2О2 • mSiO2 + nH2O — найпоширеніші мінерали осадових порід, характеризуються високою дисперсністю. Це каолініт АІ2О2 • 2SiO2 + 2H2O, істинна густина майже 2,6 г/см3, твердість І...2, колір білий, може бути буруватий; іліт і монтморилоніт—складні водні алюмосилікати, густина 2,0... 2,6 г/см3, твердість І...2, колір зеленуватий, світло-коричневий.
Карбонати — кальцит, магнезит, доломіт.
Кальцит, або вапняковий шпат, СаСОз має істинну густину 2,7 г/см3 твердість 3, колір білий, сірий. Легко розкладається кислотами. Під дією розчину НС1 «скипає»:
СаСО3 + 2НС1→ СаСІ2 + Н2О + СО2.
У воді СаСОз розчиняється слабо — 0,03 г/л. У воді, яка містить. СО2, легко утворюється кислий вуглекислий кальцій, розчинність якого приблизно в 100 разів вища, ніж карбонату кальцію:
СаСОз + СО2 + Н2О = Са (НСО3)2.
Магнезит МgСОз — важчий і твердіший мінерал, але хімічна активність його менша; істинна густина ≥ 3 г/см3, твердість 4,0...4,5, колір жовтий, сірий, коричневий. Взаємодіє з НС1 лише у подрібненому вигляді при кип'ятінні.
Доломіт СаСОз • МgСОз за своїми властивостями займає проміжне положення між кальцитом і магнезитом.
Сульфати — гіпс, ангідрит, барит.
Гіпс СаСО4 • 2Н2О — мінерал пластинчастої, волокнистої або зернистої будови, істинна густина 2,2...2,3 г/см3, м'який (твердість 2). Розчинність гіпсу 2,05 г/л, тобто приблизно в 70 разів більша, ніж СаСОз. Колір гіпсу білий, сірий, жовтуватий або червонуватий
Ангідрит СаСО4 — важчий і твердіший мінерал; густина 2,8...3,0 г/см3, твердість 3,0 ...3,4, колір сірий, блакитнуватий. При тривалій дії води переходить у гіпс з незначним-збільшенням в об'ємі.
Барит (важкий шпат) ВаSO4— густина 4,3...4,7 г/см3; твердість 3,0...3,5, колір білий, рідше жовтий, червонуватий. Хімічно стійкий.